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榫卯原来有24种特性,一帖带你看全 | 木结构的诀窍,尽在榫卯“二十四性”

 板桥胡同37号 2020-06-07

榫卯是古建筑的基本元素,构成了极富弹力的框架,使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者刚架的特殊柔性结构体,不但可以承受较大的荷载,而且允许产生一定的变形,在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量,减小结构的地震响应。

戳图回顾:古建筑抗震方式

古建筑梁柱连接所用榫卯节点,其类型丰富,主要有燕尾榫、馒头榫、箍头榫、透榫、半榫等。各种榫卯节点形式的设计,均巧妙地满足了建筑构件的使用、安装等功能等需求,体现了古代工匠的智慧。就内部构造来看,榫卯的结构原理各有不同,安装方式和受力结构也千差万别。但其内在结构性质可归类为“二十四性”。

阳性

直、槽、穿、栽、扣、契;带、位、挂、销、抹、格。

阴性

斜、插、夹、闷、卡、互;靠、交、抱、锁、斗、结。

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榫材与卯材呈“丁”字形,即垂直关系。直榫平肩或齐肩,榫头或出或闷,是所有木材构架的最基本榫卯连接方式。

木质材料由纵向纤维构成,只在纵向上具备物理性质上的强度和韧性,横向容易折断。榫卯通过变换受力方向。使受力点作用于纵向,避弱就强。

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榫材与卯材(指木纹)是斜角关系,或锐角或钝角,卯眼与榫肩均非90°连接。

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这类榫卯主要用在穿带大门等木装修或者木构件的墩接和修缮中,例如大门,两根长的且出榫的边叫“大边”,两根短的且凿沿的叫“抹头”,在木框的里口打好槽,以容纳木板的边簧(木板四边刨出的榫舌),穿带出头部分则插入短边上的卯眼内。

在修缮中,当木柱的底端柱基部位出现较为严重的糟朽,若自柱根向上不超过柱高三分之一,可进行局部替换及墩接法:首先,墩接选用木料应与原木柱材质相同;其次,对于木柱的糟朽必须剔除彻底,因为真菌残留很可能继续繁殖并损坏木质纤维。在保证上述两点的前提下,常用的墩接方法主要有巴掌榫、叉手榫等。为了增加榫卯效度,为了阴阳吻合,接榫长不应少于100mm。

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燕尾凹槽类的有向插入连接,即投装时必须先对准就位后再往一边插紧,除固定位置外还具有拉力。


同时值得注意的是,从平面形状来看,燕尾榫头非矩形,其特点是根部窄、端部宽,这种做法称为“乍”;从立面形状来看,燕尾榫榫头亦非矩形,其下部窄、上部宽,这种做法称为“溜”。这两个特点使得榫头插入卯口后,就不容易从卯口水平向拔出,有效地保障了榫头与卯口之间的可靠连接,有利于木构架的稳定。


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穿


甲材穿过乙材而与第三材相连接,而乙材基本是限位不动。若甲材在穿入乙材区间内需要稳定,则另加楔钉,但其主体榫卯的结构性质仍是“穿”。

在大木结构中不需这样复杂的解释,最明显的例子就是在建筑的内柱(如中柱)上,这种柱子将梁架分为前后两段,由于两边的梁架都必须与柱子相交,因而其榫头做成了半榫形式。相对于其它形式的榫卯节点而言,半榫节点的拉结作用比较差,很容易出现拔榫现象使得结构松散。为解决这个问题,古代工匠有在梁下面安装替木的做法。替木穿过柱截面,顶部做出2个销子与梁底拉结,以增加梁和柱的接触面,并提高榫头与卯口之间的拉结力。

一殿一卷式垂花门

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两材呈丁字形连接,甲材榫头呈鸭嘴状,一主一辅、一内一外,主榫入眼辅“榫”在乙材眼的外侧相夹。

夹头榫

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两材杆都要凿眼对合的平行拼接,中间另设小榫顺纹栽入连接,一般情况下,小栽榫头一深一浅。

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两材格角或孤接,两材都要凿眼“凹槽”,另作一键式小木块横(纹)向闷入。

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两材(托泥)格角连接时,在预留的上小下大头的孔内扣住竖立的第三材,先将腿足下的小方锥榫头定位,然后再将两材格角榫卯结合并扣住腿足。

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边抹两材水平格角时,在预留的孔洞内,穿入并卡住竖立的木材,使其上下左右不可转动或移动。

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两材均出榫、榫头与榫头相互契吻、各部位分别交于第三材同一卯眼内的拼合连接,两榫头有明榫和暗榫之分。

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两材榫头与榫头相互咬吻并加锲钉。

圆形小木作装修攒边打槽

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多个板块拼接时,在其背后开燕尾槽并加条杆,这种类型类型常见于大式建筑的实榻大门和小式建筑的洒带门。

实榻大门穿带示意

洒带门穿插示意

实榻大门多用于城门、宫殿等,门上一般有门钉,洒带门一边有门边,一边没有,一般用在小式建筑的街门和屋门。

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竖向背板与其背后横向背杆的相靠相连,杆靠相锲。

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仅作定位的凹凸活络连接,无须常规榫卯的紧固或严密,如门轴或不滑移的门闩及抽屉下活络滑道等。

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两材定位后的“十”字交或成角交,有固定交合和活络交合两种。

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桌床等牙板端与腿上端的格角内部结构,其牙板端内作燕尾凹槽,由上而下挂插而入。

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牙板与腿上端的挂插相连,牙板榫端头下的“小三角”被腿的上端遮盖抱合。

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甲乙两材顺纹的活络拼接,即另作键式小条杆一头栽入甲材后,另一头销入乙材横移收紧,也可反向松开,如走马销等。

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一材或两材相契于第三材卯内,再用锲钉锁住,如霸王帐挂钩下的垫塞锁等,一般的锁不可拆开,必须损坏锲销方可拆散。


碧纱窗


栏杆罩

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木条杆与厚板端头的封边相连,面框抹头也是其中的一种,更多的是指板材端的封边作法。

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板材与板材的齿状相咬合,可垂直成角咬合连接,也可两板顺纹延长的端尾咬合连接,斗齿一般呈燕尾状。

厚板出透榫及榫舌拍抹头

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两材成角或垂直且合一角的榫卯连接,即格角榫,其内部有多种构造。

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三材之间相互垂直关系的三维合一,且为相互契合的结构榫卯,甲乙格角后第三材插入并使甲乙契扣不散,三材结构受力均衡强而不衰。


朝天栏杆

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